سر السرعة الفائقة.. دوامات سحرية تمنح الحيوانات المنوية قوة دفع خارقة
في دراسة رائدة، اكتشف باحثون من جامعة موناش بأستراليا أن الحيوانات المنوية السابحة تُنتج أنماطا سائلة لولبية تُعزز دفعها وتساعدها على البقاء على المسار الصحيح في رحلتها إلى البويضة.
كشفت الدراسة، التي نُشرت في مجلة "سيل ريبورتيز فيزيكال ساينس"، أن هذه الهياكل السائلة الحلزونية تلتصق بالحيوان المنوي وتدور بتزامن مثالي، مما يمنح الخلايا دفعة إضافية من الدوران تُحسّن اتجاهها وتزيد من كفاءتها في السباحة.
فك شفرة تكوين الحيوانات المنوية.. خطوة نحو علاج العقم الذكري
ويوضح البروفيسور رضا نصراتي من جامعة موناش: "تخيل لوليا مطاطيا مستقيما على شكل حلزوني، ثم لفه أكثر على شكل حلزوني فائق ، بحيث يكون هناك هيكل مزدوج اللفائف، فهذا ما يحدث في السائل المحيط بالحيوان المنوي، وتعمل هذه اللفات الإضافية كشاحن توربيني، مما يُحسّن حركة الحيوانات المنوية في بيئتها."
وهذا البحث هو ثمرة تعاون بين مختبر الموائع الدقيقة التطبيقية والهندسة الحيوية في جامعة موناش، بقيادة البروفيسور نصراتي، ومجموعة ميكانيكا الموائع في جامعة ملبورن، بقيادة البروفيسور إيفان ماروسيك.
و باستخدام التصوير ثلاثي الأبعاد المتطور، التقط الفريق لأول مرة كلاً من الحركة الشبيهة بالسوط لذيل الحيوان المنوي (السوط) ومجال تدفق السائل المحيط به.
كشفت ملاحظاتهم أنه أثناء سباحة الحيوان المنوي، يُولّد ذيله أنماط تدفق ديناميكية على شكل لولبي في السائل، وهذه اللوالب لا تتبع الحيوان المنوي فحسب، بل تلتصق به وتدور معه، مما يوفر له دفعة إضافية ويساعده على التنقل بكفاءة.
وقال البروفيسور نصراتي: "هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من تصور هياكل التدفق المتزامنة هذه في ثلاثة أبعاد، و فهم كيفية تفاعل الحيوان المنوي مع السائل المحيط به أمر ضروري لتحسين معرفتنا بالخصوبة".
وتتجاوز الآثار المترتبة على ذلك علم الإنجاب، فقد تنطبق هذه الرؤى أيضا على كائنات مجهرية أخرى، مثل البكتيريا، إذ تُقدم أدلة حول كيفية تحركها، والتصاقها بالأسطح، وتكوينها الأغشية الحيوية، وهي عمليات ذات صلة بالعدوى وتصميم الأجهزة الطبية.
وأضاف البروفيسور نصراتي: "تفتح هذه التصورات نافذة جديدة على فيزياء الحركة على المقاييس المجهرية، إنها خطوةٌ إلى الأمام في كلٍّ من الصحة الإنجابية وبحوث الهندسة الحيوية الأوسع نطاقا".
